激光与金属和电介质微纳结构相互作用的研究是光电子学领域的核心科学问题之一，金属填充光子晶体光纤（Metal-filled photonic crystal fiber, MPCF）集表面等离子体效应和光子晶体光纤灵活的结构设计于一体，为该问题的研究提供了新的载体和突破点。本文利用有限元法设计了两种适用于光偏振分束的涂金属膜或填充金属丝的光子晶体光纤，并讨论了此类光纤在偏振分束领域的应用。论文主要内容如下：首先，综述了光子晶体光纤的发展历史，介绍了光子晶体光纤的基本特性，进一步分析了基于表面等离子体共振的金属填充光子晶体光纤的发展前景。其次，系统地给出了光在光子晶体光纤中传输的波导理论和数值模拟方法，分析了金属填充光子晶体光纤的光传输原理和产生表面等离子体共振的机理。再次，设计了一种空气孔六角形排列填充液体并镀有金属膜的石英基双折射光子晶体光纤，利用有限元法模拟了该光纤的损耗、偏振、模式耦合和滤波特性，通过调节该光纤的结构参数，获得了一种具有良好偏振滤波特性的金属填充光子晶体光纤。最后，设计了一种矩形结构排列单一石英基质的、中心孔填充金属丝的双芯光子晶体光纤。利用有限元法进行数值模拟，通过改变孔间距和金属丝直径，获得了在通讯波长1550nm和1300nm处消光比同时达到最大的、适合于光偏振分束的最佳光纤结构。由于MPCF中包含微米或纳米量级的沿光纤轴向均匀分布的金属丝或金属膜，光载信号可以通过MPCF直接传递给具有良好导电性能的金属，MPCF的特殊结构使它有望解决亚波长量级的光电子互联问题，进一步对基于MPCF的偏振滤波器的研发有望成为特种光纤领域的下一个研究热点。